工程机械底盘构造与维修(下部).ppt

本章主要内容1.驱动桥的组成与功用；2.轮式机械驱动桥的特点、组成、典型驱动桥的工作原理及故障诊断与排除；3.履带式驱动桥的功用、组成及其常见故障与排除。4.实训：主减速器的调整,第七章驱动桥,学习目的1.能正确描述驱动桥的组成与功用及动力的传递路线2.能正确描述主减速器的构造和调整项目，正确描述差速器的工作原理及构造。3.分析驱动桥常见故障的产生原因及排除故障。4.掌握驱动桥的维护和主要零件的检修方法。,第七章驱动桥,7.1概述1.定义位于变速箱或传动轴之后，驱动轮或驱动链轮之前所有传力机件与壳体的总称。2.分类轮式驱动桥履带式驱动桥,第七章驱动桥,3.驱动桥的组成（1）轮式驱动桥由主传动器、差速器、半轴、最终传动（轮边减速器）和桥壳等零部件组成。动力传递路线：主传动器差速器半轴轮毂驱动轮,第七章驱动桥,图7-1轮式驱动桥示意图,3.驱动桥的组成（2）履带式驱动桥,第七章驱动桥,图7-2履带式驱动桥示意图,由主传动器、转向机构、最终传动和桥壳等零部件组成。动力传递路线：主传动器转向机构最终传动行走系,4.驱动桥的功用降速增扭；改变旋转方向90度；起差速作用；支承和传力作用；,第七章驱动桥,7.2轮式驱动桥7.2.1轮式机械驱动桥的特点（1）采用全桥驱动，附着力大；（2）采用低压大轮胎，越野性和通过性好；（3）传动比大。,7.2.2主减速器位于驱动桥之内，通常为一对锥齿轮传动。1.功用降速增扭。改变动力方向90。2.要求较高的承载能力。装配时保证正确的啮合关系。,3.分类（1）按齿轮类型分类：直齿锥齿轮、零度圆弧锥齿轮、螺旋锥齿轮。,（2）按级分类：单级：一级减速双级：两级减速,7.2.2主减速器4.构造,主减速器主要由主、从动螺旋锥齿轮和其支承装置组成。主动锥齿轮与轴制为一体，轴的小端装在壳体的支承孔内，大端支承在主传动轴承壳内，在两轴承间装有隔套和调整垫片。轴承壳和端盖用螺钉固定在壳体上。从动锥齿轮用螺栓固定在差速器壳体上，差速器壳体通过轴承支承在桥壳的轴承座上。,7.2.3主减速器1.差速器功用,由于车辆转弯、左右滚动半径及路况的不同使得车轮转速不同，差速器主要用于保证内外侧车轮能以不同的转速旋转，从而避免车轮产生滑磨现象。,（1）差速器的结构,主传动器差速器壳十字轴行星齿轮半轴齿轮半轴,图7-7差速器的结构组成,2.差速器的结构和工作原理,（2）差速器的工作原理,两齿条相当于展开的两半轴齿轮，与两齿条相啮合并能在轴上转动的齿轮相当于行星齿轮。拉动齿轮轴相当于差速器带动行星齿轮。,（2）差速器的工作原理（差速）直线行驶，行星轮仅公转；转弯或受力不同，行星轮既公转也自传；机械甩尾，行星轮仅自转。,行星齿轮不自转时M1=M2=M0/2行星齿轮自转时M1M2,（2）差速器的工作原理（不差扭）,（3）典型差速器构造,与普通差速器相比增加了一个在必要时可将差速器锁住，而使两半轴连成一体的装置差速锁，使差速器不起差速作用。由带牙嵌的滑动套、牙嵌、半轴等组成。,a：强制锁止式差速器,b：自锁式差速器,图7-10强制锁止差速器中的扭矩分配,根据路面情况自动改变驱动轮间的转矩分配。,7.2.4半轴与桥壳1.半轴（1）作用半轴是在差速器与驱动轮之间传递动力的实心轴，其内端与差速器的半轴齿轮连接，而外端则与驱动轮的轮毂相连。（2）支承形式分类半浮式：承受弯矩和扭矩全浮式：只承受扭矩,半轴的全浮式支承,半轴只承受转矩，不承受任何反力和弯矩，拆装方便。轴向力由轮毂内的两个圆锥滚子轴承承受。,半浮式半轴支承受力示意图,半轴除传递扭矩外，其外端还承受垂直反力Z所形成的弯矩，只有内端是浮动的。,半浮式半轴支承形式,半轴内端不承受受任何反力和弯矩，半轴外端承受各向反力和弯矩。结构紧凑、简单，但拆装不方便，广泛用于各种小轿车。,2.桥壳（1）功用支承并保护主减速器、差速器和半轴等，使左右驱动车轮的轴向相对位置固定；支撑车架及其上的各总成质量。（2）分类整体式桥壳：强度刚度大，便于装配、调整和维修。分段式桥壳：便于制造，维修方便。,图7-1474式III挖掘机后桥壳,桥壳的两边各用螺栓与车架支承座固定。桥壳上的凸缘盘用于固定制动器底板；两端花键用来安装轮边减速器齿圈支架。主传动装置和差速器装在桥壳内，并用螺钉将主传动壳体固定在桥壳上。桥壳上设有加检油孔，平时用螺塞封闭。上面有通气孔，底部装有放油螺塞。,整体式桥壳,7.2.5终传动的功用及组成（1）功用将主传动器传来的动力在传给驱动轮(链轮)之前进一步减速增矩，以满足工程机械行驶和各种作业的需要。（2）分类平行轴式圆柱齿轮传动行星齿轮传动,半轴32的右端支承在驱动桥壳上的座孔内，左端支承在台车架上。因此半轴在此仅起支承作用，不传递动力。从动齿轮37安装在半轴上的轮毂33上，而驱动轮1则压装在轮毂的锥形长花键上。轮毂是用圆锥轴承34和17支承在驱动桥壳的侧壁与半轴外轴承壳6上。为保证密封，在驱动轮的左右侧均装有自紧式端面油封4和油封垫圈3。,图7-15TY120型推土机终传动装置,平行轴式圆柱齿轮传动,浮动式油封,图7-16浮动油封1-定环；2-密封圈；3-箱体；4-油封；5-O形橡胶圈；6-轮毅；7-旋转轴；8-动环,由两个金属密封环(动环8与定环1)及两个0形橡胶圈5所组成。动环与定环的接触面经过精加工组成密封面。在动环与轮毂6之间，定环与油封盖4之间的锥面处，都装有O形橡胶圈。密封面4处靠拧紧轴端螺母预紧，两个橡胶圈即被夹紧而产生弹性变形起密封作用。当密封环磨损时，橡胶圈的弹性起一定的补偿作用。为防止润滑油从旋转轴7的表面外流，设有小密封圈2。这种油封应用广泛。,图7-17红旗100型推土机终传动,动力由太阳轮5输入，经减速后由行星轮架输出，带动驱动轮旋转。,行星齿轮式终传动,7.2.6转向驱动桥在全轮驱动的现代工程机械上，若机架为整体（非铰转向），必然有一车桥为转向驱动桥。转向驱动桥兼有转向和驱动两种功能。,图7-18转同驱动轿示意图,与一般驱动桥不同处是由于车轮在转向时需要绕主销偏转一个角度，故半轴必须分成内外两段4和8，并用万向节6连接，同时主销12也因而分制成上下两段，转向节轴颈部分做成中空的，以便外半轴（驱动轴）8穿过其中。,7.2.6典型驱动桥1.Z130装载机的前驱动桥,1-驱动轮；2-定位销；3-油封垫圈；4-自紧式断面油封；5-轮毂螺母；6-轴承壳；7-油封；8-半轴轴外轴承；9、13-调整垫片；10-固定螺母；11-锁圈；12-止推片；14-半圆键；15-外轴承衬套；16-外轴承座；17、34-圆锥轴承；18-挡泥板；19-调整螺母；20-双联齿轮外盖；21-衬垫；22、25-圆柱轴承；23-双联中间齿轮；24主动齿轮；26-油封；27-接盘；28、29-圆柱轴承座；30-半轴锁母；31-锁母箍；32-半轴；33-轮毂；35-油封垫；36-螺栓；37-从动齿轮；38-外壳盖垫；39-放油塞；40-外壳盖,1.Z130装载机的前驱动桥与单级主传动器及强制锁住式差速器的工作原理相似，但在结构上有较大不同。主传动器由两对锥齿轮13和16啮合传动，实现减速增扭，最后通过两半轴将动力传出。差速器的行星架1与传动轴9花键连接，在行星架上安装三个行星齿轮14，与行星齿传输线啮合的传动锥齿轮15也分别通过花键装在两个从动轴套8上，实现差速功能。动力由变速箱传来，经连接盘17传给传动轴9，再经行星架1、行星齿轮14、传动锥齿轮15、从动轴套8及主动锥齿轮16，最后传给左右两边从动锥齿轮13和半轴，直至最终传动和驱动轮上。这种主传动与差速器上还装有气压操纵式差速锁。,2.稳定土拌和机的驱动桥,第七章驱动桥,采用液压传动，变速箱与后桥装成一体，变速箱输出轴圆锥齿轮即为后桥主传动器的主动齿轮。国内外的拌和机变速箱一般都设计成这种定轴式的两档结构，采用啮合套换档。啮合套用气压操纵。,后桥由主传动和差速器组成，其功用、结构原理与普通轮式车辆的驱动桥相同。考虑到结构的紧凑性，通常采用行星齿轮式轮边减速器。,3.平地机的后桥平衡串联传动,第七章驱动桥,图7-22平地机越障工作高度变化示意图a）左右两轮同时踏上障碍物b）左中轮踏上障碍物,由于平衡箱结构有较好的摆动性，因而保证了每侧的中、后轮同时着地，有效地保证了平地机的附着牵引性能。此外，平衡箱可大大提高平地机刮刀作业的平整性。,7.2.8轮式驱动桥故障诊断与排除1.驱动桥异响：严重磨损、间隙过大，螺栓松动。2.发热：装配过紧、间隙过小、选油不当、油太少。3.漏油：油封损坏，轴径磨损、螺栓松动、衬垫损坏、油过多、通气塞堵塞。,7.2.9轮式机械驱动桥维修1.驱动桥的维护（）润滑油的添加与更换（）主传动器调整a：调整方法3个齿、涂红丹、转主动圆锥齿轮凸缘、察看印痕b：调整口诀顶进主、根出主、大进从、小出从（3）后桥车轮轴承的调整驱动桥维护的具体方法详见课本P161-162,2.驱动桥（后桥）主要零件检修（1）后桥壳的检修（2）减速器壳和差速器壳的检修（3）半轴的检修（4）主传动齿轮的检修（5）十字轴、行星齿轮、半轴齿轮的检修（6）行星齿轮轮边减速器的检修（7）轴承的检验与更换（8）后桥的装配（9）差速器的装配与调整,7.3履带式驱动桥7.3.1履带式驱动桥组成,中室内安装中央传动装置，左右两室分别装有转向制动装置，侧传动装置分别装在后桥壳左右室的外侧。在桥壳的底部装有左、右后半轴。,7.3.2履带式机械中央传动装置功用中央传动装置的功用是将变速器传来的动力降低转速、增大扭矩，并将动力的传递方向改变90，传给转向离合器。中央传动装置大多是由一对锥形齿轮组成的单级减速器。目前大、中型履带式机械上大多采用螺旋锥齿轮传动装置。,2.组成,图7-27T2-120A推土机中央传动装置,中央传动装置主要由主动锥齿轮、从动锥齿轮、中央传动轴、轴承、油封和接盘等组成。,7.3.3转向制动装置1.功用与组成（1）功用根据履带式机械行驶和作业的需要，切断或减小一侧驱动轮上的驱动扭矩，使两边履带获得不同的驱动力和转速，使机械以任意的转弯半径进行转向，并可与制动器配合作360的原地调头。制动器可保证机械在坡道上可靠地停车。（2）组成转向制动装置装在中央传动装置和侧传动装置之间，它包括转向离合器、转向制动器及其操纵机构。,7.3.3转向制动装置（3）转向制动装置形式行星齿轮式结构紧凑、体积小、使用寿命长的优点，但制造工艺复杂，要求精度高，应用少。摩擦离合器式加工容易、成本低。但能保证达到机械转向的要求，应用广泛。,2.分类（1）转向离合器分类根据工作条件：干式：轻、中型湿式：重型根据操纵形式：人力式、助力式和液压式根据液压作用方式：单作用：弹簧力结合，液压力分离双作用：液压力结合与分离,图7-28采用单作用式转向离合器的驱动桥,弹簧压紧传递扭矩，油压分离。,图7-29双作用式转向离合器,油压压紧传递扭矩和分离,（2）转向制动器分类单作用式只在机械前进时能自行增力，倒车制动时，制动效果较差，多用在轻型履带推土机。浮动式在机械前进或倒车时同样起“自行增力”作用，制动效果较好，多用在重型机械。,3.结构与原理（1）转向离合器结构主动部分从动部分加压松放部分,图7-30T2-120A推土机转向离合器结构,（2）转向离合器工作原理,图7-31转向离合器工作原理（a）结合时；（b）分离时。,（2）转向离合器工作原理接合中央传动轴转向离合器轴主动鼓从动鼓接盘直线行驶分离转向操纵杆推杆液压助力器复式弹慢转向制动踏板从动鼓制动急转向,（3）转向操纵机构操纵转向离合器的分离和接合，以使推土机转向或直线行驶。它由转向操纵杆和液压助力器两部分组成。转向操纵杆两根转向操纵杆位于驾驶室内前部，下端以轴套装在横轴上，并通过连接叉与推杆连接。推杆后端部插入液压助力器顶盖前端孔内。液压助力器固定在驱动桥壳上面，其主要作用是：当拉动转向操纵杆时，借助压力油的作用，推顶套后移，经摇臂等连接件使转向离合器分离。,（4）转向制动器用来配合转向离合器使推土机急转向和坡地停车。制动器左右各一个，可独立工作。结构,主要由制动带、支架、双臂杠杆、支承销、内外拉杆、内外摇臂、调整螺母和踏板等组成。,（4）转向制动器工作情形转向操纵杆制动踏板外拉杆双臂杠杆支承销制动从动鼓急转向,7.3.4履带式机械传动的最终传动（侧传动装置）履带式机械传动的最终传动（侧传动装置）的功用及分类a：功用再次降低转速、增大扭矩b：分类单级齿轮传动:结构简单、使用可靠,使用广泛。双级齿轮传动：第一级为圆柱齿轮减速，第二级为行星齿轮减速。尺寸小，传力大，但结构复杂。,.双级外啮合齿轮传动式侧传动装置,T-100、T2-120A、TY-180等推土机上的侧传动装置都是采用这种形式。它主要由侧减速器和驱动轮组成。,双级行星齿轮传动式侧传动装置,第一级为外啮合齿轮减速，第二级为行星齿轮减速。,7.3.5履带式驱动桥常见故障与排除履带式机械后桥中央传动多为单级锥齿轮减速。因长期使用会出现异响、发热等故障现象。（1）中央传动异响中央传动的异响主要发生在齿间与轴承处。齿轮响主要由于齿面加工精度低、啮合间隙与啮合印痕调整不当，壳体形位误差超限等引起。轴承异响是由于轴承磨损、安装过紧、轴承歪斜、壳体与轴变形等引起。横轴锥轴承间隙小，也可能因调整不当造成。,7.3.5履带式驱动桥常见故障与排除（2）中央传动齿轮室发热齿轮啮合间隙过小，轴承安装过紧、歪斜，滚动体内有杂物润滑油不足或油质较差等引起。有时亦可能因转向离合器与制动器工作不正常引起的。（3）最终传动的故障及原因主要故障是漏油和异响。漏油主要发生在油封处，有时也会发生在最终传动壳体与后桥壳体结合面处。有时亦为油封安装不当引起。壳体结合面处漏油是由于壳体变形、垫片损坏、连接螺钉松动等造成。,7.3.6中央传动的维护1.中央传动齿轮室润滑油的检查与更换2.后桥漏油的检查与紧固3.主传动器各机件的检查与调整4锥齿轮啮合间隙的检查与调整.主传动器锥齿轮啮合印痕的调整,中央传动的维护的具体方法参看课本P178-179,7.3.7最终传动的维护最终传动的技术维护，主要是紧紧固定驱动轮的螺母及调整轴承间隙；检查后轮毂油封及润滑油油面等。.最终传动装置的维护最终传动装置的润滑油应按技术维护规程定期进行更换。更换齿轮油时，应在齿轮油尚热时立即进行。清洗时，注入煤油后开动推土机，在无负荷下用低速前进及后退运转5min，再放出清洗油，注入新齿轮油，使油面高度达到量尺上刻度线。维护时对左右两侧的最终传动装置应同时进行。加油完毕后应零件的紧固情况和有无油液渗漏。,7.3.7最终传动的维护.最终传动装置驱动轮轮毂轴向间隙的检查与调整拆开履带，并松开半轴外轴套的夹紧螺栓，取下驱动轮轴承调整螺母的锁止片。用约1500Nm的转矩将调整螺母拧到极点，即将轴承间隙完全消除，然后退回一个齿（即14圈）。用撬杠把驱动轮向外撬，消除半轴外瓦和调整螺母之间的间隙。调整后，装上调整螺母的锁止片，并拧紧半轴外轴套的夹紧螺栓，装复其他附件。,7.3.7最终传动的维护.最终传动装置驱动链轮油封漏油的检查和调整推土机在使用初期，若长时间漏油，则必须进行检查排除:检查链轮在轮毂花键上的配合情况，如发现垫圈压得不紧，必须拧紧轮毂螺母（拧紧调整螺母的扳手长15m，加力约为1000N）。T140型、T180型、T220型等推土机最终传动装置的维护和润滑与T120型完全相同，最终传动装置驱动轮轮毂轴向间隙是靠驱动轮外端轴头螺母下的调整垫片进行调整，油封一般均采用浮动油封。如果产生漏油现象时，可拆开更换O型圈，研磨动环与定环端面后重新装复。,第八章转向系本章主要内容1.转向系的功用、分类、组成及工作过程。2.转向器的功用、类型、构造和工作原理，掌握转向操纵机构的工作原理及构造。3.液压动力转向系的组成、类型和动力转向器的构造及工作原理。4.机械转向系的工作原理及其转向系统故障原因分析、诊断与排除。5.履带式车辆转向系的工作原理及其转向系统故障原因分析、诊断与排除。6.实训：转向器的拆装与调整7.实训：液压转向阀检修,第八章转向系学习目的1.能正确描述转向系的功用、分类、组成及工作过程。2.能正确描述转向器的功用、类型、构造和工作原理，掌握转向操纵机构的工作原理及构造。3.能正确描述转向传动机构的功用与组成构造。4.掌握机械转向系的维修及维护。5.掌握履带式车辆转向系的工作原理及其转向系统故障原因分析、诊断与排除。,8.1概述8.1.1转向系的功用与组成1.功用操纵车辆的行驶方向。2.组成（1）转向器转向轴、啮合传动副等组成。（2）转向传动机构转向垂臂、左右梯形臂和转向横拉杆总称为转向传动机构。,图8-1偏转车轮式机械转向系,梯形臂、转向横拉杆及前轴形成转向梯形，其作用是保证两侧转向轮偏转角具有一定的相互关系。,3.分类a.转向原理轮式和履带式b.转向方式偏转车轮转向和铰接式转向c.作用原理机械式和液压式,8.1.2转向系的基本要求1.转向时各车轮必须作纯滚动而无侧向滑动，此时内、外轮偏转角度应满足：,8.1.2转向系的基本要求2.操纵轻便3.转向灵敏4.工作可靠5.传动可逆性6.结构合理,8.1.2转向系的类型（1）根据机械转向方式分类偏转前轮式转向(见下图8.3.a、8.3.b)偏转后轮式转向(见下图8.3.c)偏转前后轮转向铰接式转向差速式转向,图8-3偏转前轮、后轮式转向,8.1.2转向系的类型（2）根据操纵方式分类机械式转向：中小型偏转车轮式转向的机械液压助力式转向：重型工程机械全液压式转向：大中型，中低速工程机械,8.2轮式机械转向器及转向操纵机构8.2.1转向器的功用、类型及传动效率1.功用将驾驶员施加于方向盘上的作用力矩放大（速度降低）,传递到转向传动机构，使机械准确地转向。2.传动效率转向器对力矩的放大主要是通过具有一定传动比的传动副来实现的。即为转向器的角传动比与转向传动机构角传动比之积，即：,8.2.1转向器的功用、类型及传动效率3.类型根据其传动的可逆性以及传动副的结构形式来分类。根据传动的可逆性可分为不可逆式、极限可逆式和可逆式三种。可逆性指的是转向垂臂上的作用力能不能以及能有多少反传到方向盘上去的性能。,8.2.2转向器的构造和工作原理根据传动副的结构形式来分，可分为球面蜗杆滚轮式、蜗杆曲柄销式和循环球式三种。,1.球面蜗杆一滚轮极限可逆式转向器（1）结构,轮式推土机转向器主要由球面蜗杆、滚轮、滚轮架、转向器壳体等组成。,1.球面蜗杆一滚轮极限可逆式转向器（2）工作原理转动方向盘，通过转向轴带动球面蜗杆旋转，滚轮在绕滚轮轴自转的同时，又沿蜗杆的螺旋线滚动（公转），从而带动滚轮架及转向垂臂轴摆动，通过转向传动机构使转向轮偏转。（3）调整蜗杆的轴承间隙和蜗杆与滚轮的啮合间隙的调整。,2.蜗杆曲柄销式转向器蜗杆曲柄销式转向器属极限可逆式转向器，分为单销式和双销式两种。（1）双销式转向器的结构,由蜗杆2、曲柄6、曲柄销5、转向器壳体等组成。,2.蜗杆曲柄销式转向器（2）工作原理转向时，方向盘带动蜗杆转动，使曲柄销在自转的同时，绕着与曲柄制成一体的转向垂臂的轴线作圆弧运动，从而使转向垂臂轴转动，通过转向传动机构使机械转向。曲柄单销式与双销式的区别：传动副是由蜗杆与带有曲柄的一个锥形销相啮合组成。因此，双销式结构能保证曲柄销转到两端位置时，总有一个销能与蜗杆啮合，较之单销式有更大的转角，并避免因曲柄销在转到极限位置时脱出蜗杆而使转向失灵。,2.蜗杆曲柄销式转向器（3）调整蜗杆轴承间隙的调整:调整螺塞。曲柄销轴承间隙的调整：调整螺母。蜗杆与曲柄销啮合间隙的调整：调整螺钉。,3.循环球式转向器（1）结构,属可逆式转向器，循环球式转向器有两对传动副，一对是螺杆、螺母，另一对是齿条、齿扇，在螺杆和螺母间装有钢球。,3.循环球式转向器（1）结构,在螺杆和螺母上的断面近似为半圆形的螺旋槽，二者的槽相配合便形成近似为圆形断面的螺旋形滚道，钢球在滚道流动。,3.循环球式转向器（2）工作原理当转动方向盘时，转向轴带动螺杆转动，通过钢球将力传给螺母，螺母就产生轴向移动。并通过齿条带动齿扇及与齿扇制成一体的转向垂臂轴转动，经转向传动机构使机械转向。与此同时，由于摩擦力的作用，所有钢球便在螺杆与螺母之间流动，形成“球流”。钢球在螺母内绕行两周后，流出螺母而进入导管，再由导管流回螺母内球道始端，依此循环流动，故称为循环球式转向器。,3循环球式转向器（3）调整a螺杆轴承间隙的调整：通过垫片来调整。b齿条与齿扇啮合间隙的调整：通过拧动侧盖上的调整螺钉进行调整，且调整完毕将锁紧螺母锁紧。,8.3转向传动机构8.3.1转向传动机构的功用（1）将经过转向器放大了的转向力矩传给转向车轮，使车轮偏转，达到转向的目的：（2）承受转向轮在不平的道路上行驶所造成的振动和冲击。,8.3.2转向传动机构的组成构造转向传动机构主要由转向垂臂、转向纵拉杆、转向臂、转向节臂等组成。1转向垂臂,8.3.2转向传动机构的组成构造2.转向纵拉杆,纵拉杆在转向时既受拉又受压，通常用钢管制成并尽量呈直线形。杆身两端略为扩大以便装入球头销。,8.3.2转向传动机构的组成构造3.转向横拉杆转向横拉杆主要由杆身及球铰接头组成。,图8-1274式挖掘机转向横拉杆,8.3.2转向传动机构的组成构造5.转向梯形机构因左右转向节臂、转向横拉杆及前轴所形成的四边形是一梯形，故称为梯形机构。转向梯形机构的作用是保证转向时所有车轮行驶的轨迹中心相交于一点，从而防止机械车辆转弯时产生的轮胎滑磨现象，减少轮胎磨损，延长其使用寿命，还能保证车辆转向准确、灵活。,8.4液压动力转向系8.4.1动力转向系的组成和类型1.动力转向系的组成,动力转向是以发动机输出动力为能源来增大操纵车轮或车架转向的力。动力转向所用高压油由发动机驱动的油泵供给。,2动力转向系的类型（1）按动力能源为：气压式液压式全液压式（2）按液流形式为：常流式常压式,常流式动力转向系的组成,常流式是指机械不转向时，系统内工作油是低压。,常压式动力转向系的组成,常压式是指机械不转向时，系统内工作油也是高压，分配阀关闭。,（3）按转向器、动力缸、分配阀的相互位置可分为整体式和半整体式。,8.4.2动力转向器的构造及工作原理1.构造,ZL50装载机转向系主要由方向盘、转向器及随动阀8、转向油缸1、10、反馈（随动）杆2、转向油泵、流量转换阀、溢流阀等组成。,2.转向油缸及反馈杆（1）转向油缸（2）反馈杆将车架的偏转程度传给转向器，使随动阀随动，从而消除阀杆与阀体间产生的相对位置偏差。,3.转向器及随动阀（1）结构,转向器为循环球式，主要包括螺杆、螺母、齿条、扇形齿轮及循环钢球等。随动阀主要包括阀体、阀杆、定中弹簧、柱塞、止推轴承等。,3转向器及随动阀（2）工作原理,直线行驶方向盘不转，阀杆在定中弹簧和柱塞的作用下处于中间位置，从转向油泵来的压力油通过槽三、五进入槽四，然后流回油箱。槽二、六被阀杆的凸肩封闭，此时转向油缸两腔均处于封闭状态。转向行驶阀杆在中间位置，转向油缸油路未接通，转动方向盘就迫使螺杆和阀杆一起沿轴向移动。,8.5全液压式铰接转向,该转向系统采用了流量放大系统。油路由先导油路与主油路组成。,8.5.1转向原理,方向盘不动时，全液压转向器5两出口关闭，先导油经过溢流阀4溢回油箱，主油路经过流量控制阀卸载回油箱。转动方向盘时，先导油进入流量放大阀2后，控制主阀杆的位移。,方向盘停止转向后，进人通过计量节流小孔卸压，阀杆两端油压趋于平衡，阀杆回复到中位从而切断主油路，装载机停止转向。,8.5.2全液压转向器,由随动转阀和计量马达组成。随动转阀起控制油流方向的作用。计量马达包括转子和定子，以保证出口油量与方向盘的转角成正比。,8.5.3流量放大阀,（a）方向盘不转动时（b）操纵方向盘右转向时,8.6机械转向系维修8.6.1机械转向系常见故障诊断与排除1转向沉重（1）现象：机械在运行中转动方向盘时感到费力。（2）原因分析：a润滑油不足或变质；b各球销装配过紧或缺油、转向节臂变形；c前轴变形、前轮定位不准确、两转向胎气压相差太多、前轮轴承过紧；d其他原因如车架变形也会出现转向沉重。,1转向沉重（3）诊断与排除：转向沉重的原因很多，在诊断时应首先区分故障所在部位，然后再进一步判明在哪个部件，根据具体情况进行排除。具体方法参考课本P201。,2.转向不灵敏，操纵不稳定（1）现象：转动方向盘较大幅度，才能控制机械的行驶方向。机械直线行驶时，又感到行驶不稳定。（2）原因分析：安装松动或内传动副配合间隙过大。转向垂臂花键配合松动或螺帽松动；转向节臂装配松动；各拉杆球销磨损松旷；转向节主销与衬套磨损使配合间隙增大等。车轮轴承间隙过大；车轮定位不正确尤其是前束过大。,2.转向不灵敏，操纵不稳定（3）诊断与排除方向盘要转动较大幅度才能控制转向轮，主要是配合间隙过大或各部连接松动造成的。诊断时应采取分段检查区分的方法。一人抓转向垂臂，另一人转动方向盘，若方向盘自由行程过大，则为转向器各部配合间隙过大，应进行调整。同时检查转向器安装是否松动。如仍属正常，则应顶起转向桥，检查车轮轴承间隙、主销与衬套的配合间隙等。若发现前轮轮胎异常磨损，应检查前束是否准确。,3行驶跑偏（1）现象：行驶或作业时，不能保持直线方向而自动偏向一边。（2）原因分析：转向轮定位不正确；转向节臂变形，转向直拉杆弯曲变形；车桥或车架变形等。,3.行驶跑偏（3）诊断与排除先检查转向轮左、右轮胎胎压，花纹及磨损情况。出现行驶跑偏，用手摸轮毂轴承处，若烫手，则是轮毂轴承过紧；摸制动鼓若感到烫手，则顶起车桥，转动车轮，听制动蹄片刮磨制动鼓的声音，如果有不正常的摩擦声，则是制动间隙过小，应重新调整。如果左、右两转向轮胎压相等，而车架一边高一边低，应检查低的一面钢板弹簧的弹性和拱度，不符合规定时应予更换。经过以上检修，若故障仍未消除，应检查车桥和车架是否变形，车轮定位是否失准等。,4.转向不足（1）现象：转向时，向一边转向的半径大，而向另一边转向的半径小。（2）原因分析：转向垂臂在转向垂臂轴上安装不正确；转向直拉杆弯曲变形；前钢板弹簧骑马螺栓松动；转向限位螺钉调整不当；不对称的前钢板弹簧前后装反。,4.转向不足（3）诊断与排除若由于碰撞而致使转向不足时，应检查直拉杆、前轴、前钢板弹簧有无变形和中心螺栓有无折断等现象，如果有应进行校正或更换。若在维修保养后出现转向角不等，可检查转向垂臂是否安装正确。如果位置不对，应重新安装。如果改变转向垂臂位置仍不能使转向轮居中，则应检查直拉杆有无弯曲变形。若直拉杆完好，则可能是转向限位螺钉调整不当，应重新调整。检查前钢板弹簧骑马螺栓是否松动，若松动应紧固；对于不对称的钢板弹簧，应检视是否装反，若装反应拆下重新安装。,5行驶摆头（1）现象：低速行驶时，感到方向不稳，转向轮摆动；高速行驶时出现转向轮发抖摆振，行驶不稳定等。（2）原因分析：转向轮定位不准。钢板弹簧挠度过大或过小，改变了主销后倾角。车轿变形、前轴轴承装配过松或固定螺钉松动。转向节主销与衬套间隙过大，转向器内传动副啮合间隙过大，或转向垂臂固定螺钉松动。传动系部件安装松动；传动轴变形或动不平衡。车轮轮辋偏摆或车轮运不平衡。,5行驶摆头（3）诊断与排除引起行驶摆头的原因很多，在诊断时应首先区分故障所在部位，然后再进一步判明在哪个部件，根据具体情况进行排除。具体方法参考课本P203。,6.方向盘及转向轮不能自动回正（1）现象：轮式机械行驶时将转向盘转过一定角度后，驾驶员必须用力扳动方向盘，才能使其回复直线行驶状态。（2）原因分析：转向桥左右轮胎气压不足或不等；转向轮定位不准确；转向传动机构各连接杆件润滑不良；转向节主销与衬套配合过紧。,6.方向盘及转向轮不能自动回正（3）诊断与排除：检查轮胎气压，应保证转向轮气压相等。检查转向器和各连接拉杆球头等处是否缺油或装配过紧，按规定加注或调整。检查转向节主销与衬套配合是否过紧。若配合过紧，应进行润滑和重新进行修配。检查转向轮定位是否准确，主要检查主销内倾角，若不正确，应进行调整。,8.6.2转向系的维护在进行各级维护时，均应对转向装置作一般性的检查，主要检查检查零件的紧固情况及转向盘的自由转动量。转向操纵的横直拉杆两端的球节，应经常进行清洁和润滑，并定期拆卸清洗。,8.6.3转向器主要零件的维修1.循环球机械转向器的维修（1）转向器壳体的检修：（2）转向螺杆与转向螺母的检修：（3）摇臂轴的检修（4）循环球转向器的装配与调整,2.双销式转向器的维修（1）拆卸（2）主要零件的检修（3）转向器的装配,3转向传动机构的检修（1）转向传动机构主要零件的检修横、直拉杆的检修转向垂臂、直拉杆臂、转向梯形臂的检修（2）转向传动机构的装配装配时，应在球头销及球头碗配合表面涂抹适量润滑脂；球头销装好后，用手扳动应转动灵活且无松旷感，否则应通过螺塞进行调整；横拉杆两端的接头旋入长度应相同；转向垂臂安装到转向垂臂轴上时，应对准装配标记。,8.6.4动力转向系的故障原因分析、诊断与排除1转向沉重或失灵（1）现象行驶时突然感到转向沉重或方向盘转不动。（2）原因分析：a液压泵驱动皮带松驰；b油箱缺油或油液高度不足或滤油器堵塞；c油泵磨损，泵油压力不足；,1转向沉重或失灵（2）原因分析d转向轴弯曲或变形、前悬架过低、转向器调整不当；e压力控制阀阀门粘结；f液压系统的内、外泄漏过大；g液压系统内掺入空气。（3）诊断与排除根据轮式机械动力转向沉重或失灵的原因，逐一诊断和排除，具体方法参看课本P211。,2.轮式机械直线行驶时，转向轮发飘或跑偏（1）现象行驶时，难以保持正直方向，总是自动偏离原来行驶的方向。（2）原因分析a转向分配阀位置不当。b转向转两车轮的阻力不等。c调整不当。,2.轮式机械直线行驶时，转向轮发飘或跑偏（3）诊断与排除如果转向轮自动跑偏，可能是左右车轮行驶阻力不等所引起；如果轮式机械固定朝某一侧跑偏，可能是转向分配阀的滑阀不在中间位置，操纵机构的连杆有效长度调整不当或某一侧车轮摩擦阻力过大。,3.左右转向轻重不同（1）现象轮式机械左右转向时，转动转向盘感到轻重不同。（2）原因分析a转向分配阀的滑阀偏离中间位置；b分配阀滑阀虽在中间位置，但滑阀与阀体台肩的磨损不一致，而使缝隙不一致；c分配阀滑阀内有脏物阻滞，使其左右移动时阻力不一致；d某一侧的转向限止阀调整不当。,3.左右转向轻重不同（3）诊断与排除。a检查液压油质量，如果油液脏污，应更换新油。b检查分配阀滑阀是否偏离中间位置。如果调整后仍感到左右转向轻重不同，应分解分配阀，检查缝隙台肩是否有毛刺及环肩的磨损程度，必要时更换滑阀和阀体。,4.转向时有噪音（1）现象转向时，转向油泵发出噪声。（2）原因分析a液压泵驱动皮带松驰；b油箱中油面过低，液压油严重不足；c油液污染或油路堵塞；d液压系统各管接头松动或油管破裂；e液压系统中渗入空气；f液压泵磨损严重或损坏；g液压系统压力控制阀粘结。,4.转向时有噪音（3）诊断与排除a首先检查液压泵驱动皮带是否过松打滑，若过松，应进行调整。若正常，则应检查油箱油面高度并查看油液中有无泡沫。b油液中如有泡沫，应查找漏气处并予以排除。c若无漏气，说明油路有堵塞处或油液严重污染，应对转向液压系统进行彻底清洗，并按规定及时更换油液。d如经以上检查均属正常，则应检查、调整液压泵的流量和压力，必要时更换液压泵。,8.6.5动力转向系统的维护1.正常维护检查储油箱油面高度及动力转向装置的紧固情况。一级维护除进行例行维护作业内容外，还应将油箱、滤清器进行清洗、更换滤芯、加注润滑脂；检查转向盘的自由行程。二级维护除进行例行维护和一级维护作业内容外，还应清洗各液压元件；检查主要液压元件的工作性能；更换转向器和液压系统的全部工作用油。,2.工作油液的更换和排气换油时，先将前轴支起。加油时，保持工作油的清洁。加油时，先将油箱加满，起动发动机作短时间运转，使液压系统全部充满工作油。加油时，保持工作油的清洁。液压系统进入空气应立即排除。排气时，先将前轴支起，使发动机保持低速运转，并左右多次转动转向盘，使活塞在全行程范围内往复运动，气泡就会从油箱内被逐渐排除。,3.液压动力转向系统技术状况的检查（1）转向盘自由行程的检查（2）油泵工作性能检查（3）分配阀和动力缸泄漏检查（4）液压行程限制器的检查和调整,8.6.7全液压转向系故障原因分析、诊断与排除1.转向失灵（1）现象在转向时，要较大幅度地转动转向盘才能控制行驶方向，使转向轮转向迟缓无力，有时甚至不能转向。（2）原因分析液压系统堵塞。液压系统泄漏。转向器片状弹簧折断或弹性不足。,1转向失灵（2）原因分析液压转向系统内液压元件部分或完全丧失工作能力。液压转向系统内流量控制阀的流量和压力调整不当。转向阻力过大。（3）诊断与排除根据上述转向失灵的原因分析，逐一诊断和排除，具体方法参看课本P219。,2转向沉重（1）现象全液压转向的轮式机械突然感到转向沉重或转动方向盘很费力。（2）原因分析油液粘度过大，使油液流动压力损失过多，导致转向油缸的有效压力不足；油箱油位过低；液压泵供油量不正常，使供油量小或压力低；,2转向沉重（2）原因分析转向液压系统内渗入空气；液压转向系统中溢流阀压力低，导致系统压力低；溢流阀被脏物卡住或弹簧失效，密封圈损坏；转向油缸内漏太大，使推动油缸活塞的有效力下降。（3）诊断与排除根据上述转向沉重的原因分析，逐一诊断和排除，具体方法参看课本P219。,3.自动跑偏（1）现象是指轮式工程建设机械在行驶中自动偏离原来行驶方向的现象。（2）原因分析转向器片状弹簧失效或断裂，使转向阀难以自动保证中间位置，从而使转向轮发生自动偏转。转向油缸某一腔的油管漏油。左右转向轮的转向阻力不等。,3.自动跑偏（3）诊断与排除观察与转向油缸连接的管路，查明漏油的原因并予以排除。检查轮胎气压，保证气压充足。用手摸制动鼓或轮毂，若烫手，说明该转向轮有制动拖滞或轮毂轴承装配过紧等故障，应予以排除。转动转向盘，松手后转向盘不自动回弹，表明转向器中片状弹簧可能折断，应分解转向器查明原因并予以排除。,4.转向器漏油（1）现象转向器阀体、配油盘、定子及后盖结合面等处有明显漏油痕迹。（2）原因分析转向器阀体、配油盘、定子及后盖的配合面间有异物；转向器结合螺栓紧固力不足或不均匀；转向器内各密封圈损伤或老化；限位螺钉处垫圈不平。,4转向器漏油（3）诊断与排除察看漏油痕迹并顺油迹查明漏油部位，可先用扳手检查结合螺栓的松紧度。若螺栓未按规定顺序拧紧，可将后盖上的所有螺栓拧松，然后按交叉的顺序分次拧紧。若螺栓按规定顺序拧紧后仍漏油，说明结合面有脏物，应进行清洗；密封圈有损伤、老化应换新件，并检查限位螺钉处的垫圈，如不平应磨平或更换垫圈。,5无人力转向（1）现象动力转向时转向油缸活塞到极端位置驾驶员终点感不明显，人力转向时转向盘转动而液压缸不动。（2）原因分析转子泵的转子与定子的径向间隙过大；转子与定子的轴向间隙超过限度；转向阀的阀芯、阀套与阀体之间的径向间隙超过限度；转向器销轴断裂；,5.无人力转向转向油缸密封圈损坏；液压转向系统连接油管破裂或接头松动；液压管路堵塞。（3）诊断与排除根据上述无人力转向的原因分析，逐一诊断和排除，具体方法参看课本P221。,6转向盘不能自动回正（1）现象转向盘在中心位置压力降增加或转向盘停止转动时，转向器不卸荷。（2）原因分析转向轴与转向阀芯不同心；转向轴顶死转向阀芯；转向轴转动阻力过大；转向器片状弹簧折断；转向器传动销变形。,6转向盘不能自动回正（3）诊断与排除将转向轮顶起，发动机低速运转，转动转向盘，发动机熄火。上下推拉转向盘，如没间隙感觉，且拉动费力，说明转向轴顶死转向阀芯或转向轴与转向阀芯不同心，应重新装配并进行调整。调整后转向盘仍不能自动回正，则可能是片状弹簧折断，或传动销变形，应分解转向器，分别检查应进行更换、校正或更换。,8.7履带式车辆转向系8.7.1履带式车辆的转向原理,改变两侧履带的牵引力，使两侧履带能以不同的速度前进实现转向。,图8-35履带式车辆的转向a）绕某回转中心转向；b）原地转向,8.7.2转向离合器转向离合器一般采用多片常接合式摩擦离合器，其工作原理与多片式主离合器相类似。a:转向离合器分类干式：缺点是摩擦系数不稳定和磨损快湿式：摩擦系数稳定，但摩擦系数小，需大的压紧力b:转向离合器的压紧方式弹簧压紧、液压压紧弹簧和液压同时压紧c:转向离合器的分离方式液压分离和杠杆分离,8.7.2转向离合器,弹簧压紧湿式转向离合器,液压压紧湿式转向离合器,主要区别是离合器的接合,8.7.3转向离合器的操纵机构a:分类机械式：仅用于小功率工程机械液压式：用于大功率工程机械液压助力式：用于大功率工程机械,8.7.4履带式机械转向系故障原因分析、诊断与排除1.转向不灵（1）现象转向操纵杆时失去原始的转向速度，即机械转向反应迟钝。推土机转向不灵可分单侧转向不灵和左右转向均不灵。转向时扳动操纵杆感到费力。,1转向不灵（2）原因分析a油液粘度不符合要求。b液压油数量不足。c工作油液内杂质过多。d齿轮泵磨损过甚。e转向离合器操纵机构调整不当。f操纵机构的顶杆与推杆的调整间隙过大。g转向离合器制动不良或打滑。,1转向不灵（3）诊断与排除a左右转向均不灵，应检查液压操纵系统内的工作油液的储油量、油液粘度和油污染情况。b齿轮泵泵油能力衰退而影响了推土机的转向灵敏性，应查明原因并予以修理或更换。c单侧转向不灵，可能是该侧的操纵杆的自由行程过大，应进行凋整。,2不转向（1）现象驾驶员向后扳动转向操纵杆，并同时踩下制动踏板，但履带式推土机仍保持直线行驶。（2）原因分析a转向操纵杆自由行程过大。b转向离合器操纵机构传动中断。c转向离合器锈蚀。d转向液压系统内无油或油泵吸油管滤网严重堵塞。,2不转向（3）诊断与排除a转向离合器锈蚀引起不能转向的，可打开检视孔进而查明，进行除锈排除故障。b只能直线行驶不能转向，可能是转向操纵机构传动中断、液压系统无油或油管严重堵塞等，应查明原因予以排除。c如果推土机某一侧不能转向，可能是这一侧的转向离合器操纵机构动力传递中断，应查明原因并予以排除。,3.行驶跑偏（1）现象行驶时，其行驶方向自动发生偏斜。（2）原因分析a转向离合器操纵杆没有自由行程。b摩擦片沾有油污、磨损严重或工作面烧蚀硬化等引起摩擦系数减小。c履带式推土机某侧的制动被锁止。,3.行驶跑偏（3）诊断与排除a拉动转向操纵杆，若感到没有自由行程，应按规定进行调整。b行驶向一侧跑偏，同时感觉发动机负荷也比正常时大，可能是这一侧的制动锁没有解除，应扳开制动锁。c离合器打滑引起的。如果使用时间过久，便是离合器摩擦片磨损过甚，或是压紧弹簧弹力下降所致，应解体检查，并进行排除。若不属以上情况，离合器打滑可能是摩擦片的工作面有油污，应用汽油或煤油进行冲洗。,第九章制动系主要内容:制动系概述蹄鼓式、盘式、带式制动器和履带式机械制动器机械式、液压式、气压式和气液式制动传动机构防抱死制动系统（ABS）的作用、工作原理、结构类型制动系统的常见故障诊断与排除实训：蹄式制动器的拆装与调整ABS系统的检修,第九章制动系学习目的:了解制动系的功用、分类、组成、工作原理和机械对制动系的基本要求掌握蹄鼓式制动器、盘式制动器、带式制动器和履带式机械制动器熟悉机械式、液压式、气压式和气液式制动传动机构的构造和工作原理掌握防抱死制动系统（ABS）的作用、工作原理、结构类型等熟悉制动系统的维修能够诊断制动系统的常见故障并予以排除,91概述,1.制动使行驶中的机械车辆减速甚至停车，使下坡行驶机械的速度保持稳定，以及使已停驶的机械保持原地不动的这些作用统称为制动。2.制动力与制动系在机械上必须装设一系列专门的装置，以便驾驶员能根据道路和作业的需要，借以使外界（主要是路面）对机械的某些部分（主要是车轮）施加一定的力，对机械进行一定程度的强制制动。这种可控制的对机械进行制动的外力称为制动力，这样的一系列专门的装置称为制动系。,911制动系的功用与分类,1制动系的功用制动系统的功用是：根据需要强制机械减速或停车，使已停驶的机械能可靠地停留原地，使下长坡的机械能稳定车速。2制动系的分类（1）按制动能源分：人力制动系、动力制动系和伺服制动系。（2）按照制动能量的传输方式分：机械式、液压式、气压式、电磁式和复合式。（3）按制动器的结构型式分：蹄式制动器、盘式制动器和带式制动器。（4）按制动系的功用分：车轮制动系中央制动系辅助制动系。,912制动系的组成,1.供能装置供给、调节制动所需能量的各种部件，在图9-1中是由驾驶员踩踏板1提供制动能源的，也可由发动机提供。2.控制装置包括生制动动作和控制制动效果的各种部件，图9-1中踏板即是一简单控制装置。3.传动装置将制动能量传输到制动器的各个部件，在图9-1中制动总泵油管制动分泵。,图9-1制动系工作原理示意图1-制动踏板；2-推杆；3-总泵活塞；4-制动总泵；5-油管；6-制动分泵；7-分泵活塞；8-制动鼓；9-摩擦片；10-制动蹄；11-制动底板；12-支承销；13-制动蹄回位弹簧,913制动系的工作原理,1.对照图9-1，制动系的工作原理如下：在不制动时，固定在车轮轮毂上的圆筒形制动鼓8随车轮一起转动。外表面上铆有摩擦片9的两个弧形制动蹄10，分别铰接在下端两个支承销12上。支承销12通过制动底板11，固定在车桥上构成不旋转元件。在回位弹簧13的作用下，两制动蹄上端贴紧在支承于制动底板上的分泵6的活塞7上，摩擦片9的外圆面与制动鼓8的内圆面之间保持一定的间隙，此时，车轮和制动鼓可自由旋转。当制动时，驾驶员踩下踏板1，使总泵活塞3将总泵4中的油液压入分泵6中，迫使分泵内活塞7向外移动，推动两个制动蹄10绕支承销12转过某一角度，于是制动蹄10向外张开，摩擦片9便紧紧压在制动鼓8的内圆面上，结果制动蹄对旋转着的制动鼓产生一个制动力矩（摩擦力矩），方向与车轮旋转方向相反。制动力矩使车轮转速下降，由于车轮与路面间有附着作用，使得在车轮与路面接触处产生一个与车辆行驶方向相反的作用力，迫使车辆减速以至停车。这一过程称为制动过程，称为制动力。放松踏板1后，回位弹簧将制动蹄拉回原来位置，摩擦片与制动鼓之间产生间隙，制动力矩M消失，制动被解除。,913制动系的工作原理,2.“抱死”现象：制动力会使车辆产生俯倾（即前部下降、后部抬高）现象。故会使前轮垂直载荷增加，后轮垂直载荷减少。显然值愈大，这种作用就愈大。制动时，值随制动器中制动力矩的增大而增大是有限的，这同牵引力一样，不可能超过路面附着力的极限值。即：式中车轮与路面的附着系数；车轮对路面的垂直载荷。这说明，当达到附着极限值后，制动力便不会增加了。此时，车轮不再转动，只是沿路而滑移，车轮在路面上留下了一条黑色的拖印，这称为“抱死”现象。实践证明，车轮“抱死”沿路面滑移时，其制动距离不是最